JP2010164685A - 投写型表示装置および投写型表示設備 - Google Patents

Abstract

【課題】ホールや会議室、あるいは店舗などで、天井付近から投写する投写型表示装置を設けると、装置に塵埃を蓄積させてしまい、清掃などのメンテナンスに相当の困難さと手間とを要する。
【解決手段】本発明の投写型表示装置は、形成された画像を、装置の筐体の底面から下方向に投写する投写光学手段を備える。従って、プロジェクタを天井より上の空間（天井裏）に設置でき、装置への塵埃の蓄積、空調流への悪影響を避けることができる。また、視聴の邪魔になることもない。また、本発明の投写型表示設備では、天井に、投写光が通過する開口を形成し、この開口を通りスクリーンに至る光軸に、投写型表示装置の投写光の光軸を一致させる機構を備える。こうしても、投写型表示装置の設置の自由度を高め、上記課題を解決することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、筐体内に光源を有し、映像を投影して表示する投写型表示装置および投写型表示装置から、天井より下に設置されたスクリーンに向けて画像形成用の投写光を投写する投写型表示設備に関する。

近年、種々の施設で、液晶プロジェクタやＤＬＰなどの投写型表示装置を、予め備え付け、講演や会議などにおける資料提示に用いることが行なわれている。講演が行なわれるホールや会議が行なわれる会議室などに映写室が付設されている場合には、投写型表示装置は映写室に設置され、映写室の映写窓から、室内に設置されたスクリーンに、映像を投写する。映写室が付設されていない場合には、投写型表示装置の通常の投写距離、室内の聴衆の存在などを勘案して、会場天井に投写型表示装置を吊り下げて設置し、ここから会場内のスクリーンに映像を投写することが行なわれている（下記特許文献１、２参照）。更に、投写型表示装置が常時使用される機器でないことに鑑み、不使用時には投写型表示装置の筐体ごと、天井裏（天井より上の空間）に収容し、映像投写を行なうときに、投写型表示装置を天井から下方に降下させ、投写することも行なわれている。

特開２００２−３４４８４６号公報 特開２００２−７２３５２号公報

しかしながら、映写室を設けるのでなければ、天井付近に投写型表示装置が露出することになり、投写型表示装置に塵埃を蓄積させてしまい、清掃などのメンテナンスに相当の困難さと手間とを要するという問題があった。また、設置場所によっては、天井付近の空調風を乱することになり、あるいは投写型表示装置の設置位置よりも後部に着席している聴衆の視聴の邪魔になることがあるという課題も考えられた。

本発明は、施設に設置される投写型表示装置が持つ上記課題の少なくとも一部を解決し、施設における映像の投写を好適に行なうことが可能な投写型表示装置を提供することを目的としてなされた。

本発明は、以下の適用例または実施形態により、上記課題を解決する。以下、順に説明する。

［適用例１］
筐体内に光源を有し、映像を投影して表示する投写型表示装置であって、
前記光源からの光を変調して、画像を形成する画像形成手段と、
前記形成された画像を、前記筐体の底面から下方向に投写する投写光学手段と
を備えた投写型表示装置。
この投写型表示装置では、画像形成手段によって形成された画像を、投写型表示装置の筐体の底面から下方向に投写できるので、投写型表示装置の天井への設置の自由度を高めることができる。例えば、投写型表示装置の底面を天井の室内側面位置とし、天井に一体化して設置することができる。また、天井に、投写光が通過する開口を設け、投写型表示装置は天井の上の空間（以下、「天井裏」という）に設置することも可能である。

［適用例２］
また、上記の投写型表示装置では、投写光学手段として、投影レンズを備え、この投影レンズの光軸を、鉛直方向に交差する方向とすることができる。この場合、投影レンズの光軸は鉛直方向に交差する方向とされるので、投写型表示装置の設置位置の自由度は、更に高いものとなる。

［適用例３］
あるいは、上記の投写型表示装置において、投写光学手段を、投写方向を変更する変更手段を、筐体から下方向に突出して備えた構成とすることができる。この場合には、投写方向を変更する変更手段が筐体から下方向に突出するが、筐体全部は天井から突出させる必要がなく、設置の自由度を確保することができる。

［適用例４］
なお、この投写型表示装置において、この変更手段を、筐体方向に収容可能とすることも好適である。この場合には、変更手段の全てを筐体内まで収容しても良いし、途中まで、つまり変更手段の一部を筐体内に収容するものとしてもよい。投写型表示装置全体を天井裏などに収容するものと比べて、装置構成を極めて簡略化することができる。

［適用例５］
こうした投写型表示装置では、画像形成手段として、画素単位で光の透過または反射を制御する素子からなる光変調パネルを用いることができる。更に具体的には、液晶パネルやＤＬＰなどを用いることができる。もとより、ＣＲＴやＥＬを用い、光源と変調手段を一体化した構成とすることも差し支えない。

［適用例６］
天井より上の空間に設置された投写型表示装置を備え、該投写型表示装置から、前記天井より下に設置されたスクリーンに向けて画像形成用の投写光を投写する投写型表示設備であって、
前記天井に、前記投写光が通過する開口を形成する開口形成手段と、
該開口を通り前記スクリーンに至る光軸に、前記投写光の光軸を一致させる光軸調整手段と
を備えた投写型表示設備。

上記の投写型表示設備によれば、天井に投写光が通過する開口を形成しており、この開口を通りスクリーンに至る光軸に、投写光の光軸を一致させている。したがって、天井より上の空間に設置された投写型表示装置から、天井より下に設置されているスクリーンに向けて投写光を投写し、スクリーン上に画像（映像）を表示させることができる。

［適用例７］
また、上記の投写型表示設備では、
前記開口形成手段を、前記天井を形成する部材が移動することにより前記開口を形成する手段とし、
前記光軸調整手段を、前記投写型表示装置の姿勢を変更する手段とすることができる。この場合、投写型表示装置として、従来の筐体水平方向に投写光を投写するタイプのものを用いることもできる。もとより、底面から投写するタイプの投写型表示装置を用いることも差し支えない。

本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例としてのプロジェクタ１０を下方向から見た外観図である。図示するように、このプロジェクタ１０は、後述する種々の部材を収納した筐体５０を備え、その下面５１に投写光の射出部５２を備える。プロジェクタ１０の下面５１には、４隅に、固定用の固定具５３を備えている。このプロジェクタ１０は、図２に示すように、会議室やホールなどの天井ＣＬの上の空間（天井裏）に設置されており、筐体５０は、固定具５３を用いて天井ＣＬに固定されている。また、プロジェクタ１０の射出部５２は、天井ＣＬに形成された開口部４８から下方、つまり室内に僅かに突出して設置されている。

プロジェクタ１０が固定された天井の両サイドには、スリットが設けられており、一方のスリットには、ファン６２が設けられている。また、プロジェクタ１０およびこの２箇所のスリットを覆うように、カバー６０が設けられている。このため、ファン６２が運転されて、一方のスリットからエアを排出すると、他方のスリットから、ほぼ同量のエア（図示ＡＲ）が天井裏の空間に流れ込み、プロジェクタ１０を冷却する。このスリットには、フィルタ６４が設けられており、特に流入側で塵埃などを除去する。なお、図２では、理解の便を図って、射出部５２の径は、開口部４８の径よりかなり小さく描かれているが、実際には、射出部の首位からエアが流入しないよう、両者の径はほぼ同一とされている。

後述するように、本実施例のプロジェクタ１０は、無線ＬＡＮにより必要な情報を取得する。プロジェクタ１０に投写する映像信号を送るのは、通常の天井ＣＬより下の空間、つまりホールや会議室などに設置されたアクセスポイント７０である。アクセスポイント７０は、コンピュータ８０から受け取ったリモートコントロール用の信号と映像信号とを、所定のプロトコルに則って、プロジェクタ１０に送信する。

図３は、第１実施例のプロジェクタ１０の概略構成図である。プロジェクタ１０は、光学系の部材として、光源装置１２と、照明光学系１４と、色分離光学系１６と、３つの液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２４と、投写光学系３０とを備えている。また、プロジェクタ１０の内部には、プロジェクタ全体の制御を司る映像制御回路４０、外部からの映像信号を無線ＬＡＮにより受信する受信回路４４が設けられている。

光源装置１２は、放電ランプ１３を備える。光源である放電ランプ１３としては、本実施例では、メタルハライドランプを用いたが、その他、キセノンランプ、水銀放電ランプなど、種々の放電ランプを用いることができる。もとより、照度が足りれば、ハロゲンランプなどの白熱タイプのランプを用いることも差し支えない。あるいはＬＥＤやレーザーなどを用いることもできる。

本実施例では、ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとして、液晶パネルを用いたが、微少な表面鏡を配列したデジタルミラーデバイスを用いることも差し支えない。更に、ＣＲＴやＥＬパネルなどを用いて、光源とライトバルブとを一体化することも可能である。また、本実施例では、３パネル方式を採用したが、カラーフィルタを併用し、あるいは光源にＲＧＢのＬＥＤを用いるなどの構成を採用し、ライトバルブを単板式とすることも可能である。

投写光学系３０は、クロスダイクロイックプリズム２４からの光の射出位置に隣接して設けられたプリズム３２、このプリズム３２で光路を９０度曲げられた射出光の光路に設けられた投影レンズ３３、投影レンズ３３によりスクリーンＳＣに向けて投影される投写光を反射する表面反射鏡３４、この表面反射鏡３４を軸回りに回転させるモータ３６などを備える。表面反射鏡３４は、上述した射出部５２内に設けられている。

図３では、図示の都合上、放電ランプ１３からクロスダイクロイックプリズム２４までの光路とクロスダイクロイックプリズム２４から、表面反射鏡３４までの光路とが、同じ平面に描かれているが、実際には、放電ランプ１３からクロスダイクロイックプリズム２４までの光路は、水平平面内に配置されており、クロスダイクロイックプリズム２４から射出した光は、プリズム３２により反射され、光軸を鉛直方向に曲折されている。

射出部５２内に設けられた表面反射鏡３４とこの表面反射鏡３４を回転するモータ３６とは、ワイヤなどを用いたリンク機構により結合されている。モータ３６は、映像制御回路４０に接続されており、映像制御回路４０からの制御信号により駆動されて、表面反射鏡３４を回転させ、その姿勢を変更する。なお、図示は省略したが、表面反射鏡３４には、その姿勢を検出するレゾルバが設けられており、映像制御回路４０はレゾルバの出力を読み取って、表面反射鏡３４の姿勢を所望の姿勢に制御している。本実施例では、表面反射鏡３４の姿勢としては、表面反射鏡３４の回転角度のみを制御対象としたが、投影レンズ３３との距離も調整可能としても差し支えない。

射出部５２は全体が透明なカバー５４により覆われており、投影レンズ３３から射出され表面反射鏡３４により反射された投写光は、カバー５４を透過して、天井ＣＬ下の会議室などに設置されたスクリーンＳＣに投写される。なお、透明なカバー５４は、本実施例では透明の合成樹脂製としたが、ガラス製としても良いし、場合によっては、カバーなしの構成としても良い。

以上説明した第１実施例としてのプロジェクタ１０によれば、筐体の底面から下方向に画像を投影することができるので、映写室を設けなくても、ホールや会議室などでビデオ映像や資料等の投写を行なう装置を室内に露出させる必要がない。従って、投写型表示装置への塵埃の蓄積や空調流への干渉などを生じることがない。また、後部座席からの視聴の邪魔になることもない。また、プロジェクタ１０からの投写位置は、モータ３６を駆動して表面反射鏡３４の姿勢を制御することにより行なえるので、スクリーンＳＣ上の上下方向の位置調整を容易に行なうことができる。なお、表面反射鏡３４を、投影レンズ３３からの射出光の光軸の周りに回転するモータを設ければ、スクリーンＳＣ上の左右方向の位置調整を行なうことも容易である。

本実施例のプロジェクタ１０は、天井ＣＬからの突出が極めて小さいので、室内の雰囲気に影響を与えにくい。例えば結婚式場や葬儀会場などに用いても、会場の雰囲気を損なうことがなく、必要な映像の投写を行なうことができる。また、レストランやバーなどの飲食店、ブティックなどの衣料品店などに用いても、店舗の雰囲気を損なうことがない。したがって、こうした店舗の設計の自由度を高めることができる。

また、本実施例のプロジェクタ１０は、天井裏に設置されているものの、ファン６２によりこのプロジェクタ１０の筐体５０を通る空気流を形成している。したがって、天井裏に設置しても、プロジェクタ１０を十分に冷却して、安定に利用することができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。図４は、投写型表示設備１００の概略構成図である。図示するように、この投写型表示設備１００は、画像変調に液晶パネルを用いたプロジェクタ１１０と、このプロジェクタ１１０に画像信号を出力する映像制御装置１２０と、天井ＣＬの一部に設けられた天井板１４０をスライドさせるスライド機構１５０と、プロジェクタ１１０の姿勢を制御する姿勢制御装置１６０などを備える。

このプロジェクタ１１０は、筐体１０５の一つの側面から、つまりから水平方向に画像の投影を行なうタイプのプロジェクタである。このプロジェクタ１１０は、その投影レンズ１０７側の前縁部で、回転軸１０８により回転可能に軸支されている。またプロジェクタ１１０の後端部には、マウンタ１０９が設けられており、このマウンタ１０９には、姿勢制御装置１６０の昇降ピニオン１６２が結合されている。この昇降ピニオン１６２は、モータ１６５により回転駆動されるウォームギア１６８と噛み合っている。モータ１６５は、映像制御装置１２０に接続されており、映像制御装置１２０からの制御信号を受けて回転する。モータ１６５が回転してウォームギア１６８を回転すると、これに噛み合った昇降ピニオン１６２が上下する。プロジェクタ１１０の前縁部は、回転軸１０８により回転可能に軸支されているので、昇降ピニオン１６２が昇降すると、結果的に、プロジェクタ１１０の姿勢、つまり俯角が制御されることになる。

スライド機構１５０は、天井板１４０に結合されたワイヤ１５２と、このワイヤ１５２を巻き取るプリー１５４と、プリー１５４を回転するモータ１５６とから構成されている。天井板１４０は、天井ＣＬの一部に設けられた開口部１３０を通常は覆っており、プロジェクタ１１０を用いて映像を、ホールなどに設けられたスクリーンＳＣに投影する際に、スライド機構１５０を用いて移動され、開口部１３０を露出される。なお、天井板１４０は、図示しないバネにより、閉方向に付勢されているので、モータ１５６を逆回転すれば、開口部１３０を覆う位置まで戻ることになる。図４では、スクリーンＳＣまでの距離を縮め、投写光光軸を屈折させているが、開口部１３０を通りスクリーンＳＣに至る光軸に、プロジェクタ１１０の投写光の光軸を一致させているのである。この機構が、請求項の光軸調整手段に相当する。

映像制御装置１２０は、無線ＬＡＮによりデータを受信する受信部を内蔵しており、ホール内に設けられたアクセスポイント１７０と、所定のプロトコルにより映像やリモートコントロールに必要なデータをやり取りする。映像やリモートコントロールのデータは、コンピュータ１８０が、アクセスポイント１７０を介して、映像制御装置１２０に出力している。

次に、第２実施例の投写型表示設備１００を用いて、スクリーンＳＣに映像を投影する際の処理について説明する。図５は、コンピュータ１８０が、無線ＬＡＮを介して、投写型表示設備１００を制御して、画像の投影を行なう処理を示すフローチャートである。

図５にしめした投影処理ルーチンを起動すると、コンピュータ１８０は、まずアクセスポイント１７０を介して無線ＬＡＮによる通信を行なって映像制御装置１２０を呼び出し、映像制御装置１２０とのデータリンクを確立する処理を行なう（ステップＳ２００）。データリンクが確立すると、次にコンピュータ１８０は、映像制御装置１２０に、リモートコントロール信号を送り、スライド機構１５０を駆動して、天井板１４０を移動させ、開口部１３０を露出させる処理を行なう（ステップＳ２１０）。

次にコンピュータ１８０は、テスト用の映像を、無線ＬＡＮを介して、映像制御装置１２０に出力し、映像制御装置１２０から、その映像をプロジェクタ１１０に出力する処理を行なう（ステップＳ２２０）。テスト用の映像は、画像の最大投影範囲を示す画像であり、投影可能な最大範囲を示す四隅を示すトンボや、全画面表示などを用いることができる。なお、併せてプロジェクタ１１０のキーストン補正などを行なう場合には、台形歪みが分かりやすいように、単一色調の全画面表示や、表示領域の外縁を示す我表示などを行なうことが望ましい。

次に、コンピュータ１８０は、利用者からの入力信号を受け付け、テスト用の映像を用いて、投影位置やキーストン補正などを行ない（ステップＳ２３０）、調整が完了したかをキー入力などを参照して判断する（ステップＳ２４０）。調整が完了したと判断されるまで調整を行ない、調整が完了したと判断されれば、続いて映像の出力を行なう（ステップＳ２５０）。この結果、コンピュータ１８０から出力された映像を表わすデータは、アクセスポイント１７０を介して、無線ＬＡＮにより映像制御装置１２０に出力され、映像制御装置１２０により画像として再構成され、プロジェクタ１１０に出力される。プロジェクタ１１０は、映像をスクリーンＳＣ上に投影するよう調整されているから、開口部１３０を通過して、プロジェクタ１１０からスクリーンＳＣに、映像が投写されることになる。

以上説明した第２実施例によれば、プロジェクタ１１０を室内に露出することなく、室内に設置したスクリーンＳＣに映像を投影することができる。したがって、室内における塵埃の蓄積などを被ることがなく、室内空調を乱すこともない。また、天井から吊り下げられた投写型表示装置がないため、後部座席の参加者も、十分な視野を確保することができる。投写型表示設備１００を使用しないときには、天井板１４０を閉じておけば良く、例えば結婚式場、葬儀会場などの雰囲気をそのままに、必要なときに、必要な映像の投写を行なうことができる。飲食店やブティックなどに利用した場合のメリットも、第１実施例同様享受することができる。

なお、本実施例では、投写型表示装置として、投写方向が筐体の水平方向である従来型のプロジェクタを用いたが、第１実施例で用いた筐体下方向への投写が可能なプロジェクタを用いることも差し支えない。こうした投写方向が、筐体下方向の投写型表示装置を用いる場合、第１実施例の射出部５２の飛び出しは、射出部５２全体をプロジェクタ１０内部に収容可能とすれば良い。射出部５２については、不使用時にはモータなどによりプロジェクタ１０内部に収容し、使用時に降下して用いる。この場合には、天井板１４０をスライドする仕組みは、そのまま採用しても良いし、射出部５２が比較的小さいことから、シャッターなどに用いられる複数の遮蔽板の協働により、開口部を開閉する機構を用いても良い。もとより、プロジェクタの底面を天井ＣＬと同色にしておけば、開口部を閉じることなく、実施することも可能である。

以上、本発明のいくつかの実施例について説明したが、本発明は、こうした実施例に何ら制限されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲内で種々の携帯で実施し得ることはもちろんである。例えば、上述した実施例では、映像信号をプロジェクタまで届けるのに、無線ＬＡＮを用いたが、有線により映像信号を直接、あるいはネットワークを介して送信することも可能である。またプロジェクタなどの電子機器は電源を必要とすることから、商用電源ラインを介してデータを送信する仕組み、例えばＰＬＣなどを用いれば、映像信号用の配線を省略でき、好適である。また、上記の実施例では、映像は、コンピュータ８０などから送信したが、ＤＶＤプレーヤーなどのＡＶ機器から直接出力するものとしても良い。

第２実施例では、天井板１４０はスライド開閉するものとしたが、回転移動しても良いし、カーセルなどを用いた窓を設け、投影時に電圧を印加して窓を透明にし、投写光を透過する構成としても良い。もとより、天井裏が暗いことを考えれば、ハーフミラーの構成を採用しても差し支えない。天井ＣＬの配色が暗い場合には、ハーフミラーを採用しても、投写用の開口部が気になることはない。また、図６に示すように、天井ＣＬと同じ面位置に設けられた天井板２４０の上面にプロジェクタ２１０を直接載置し、使用時に、昇降機構２５０を用い、天井板２４０を傾斜させてスクリーンＳＣに映像を投写するものとしても良い。この場合、プロジェクタ２１０の全体を露出させる必要がないので、会場後部の座席からの視聴の妨げを、最小限に抑えることができる。図６の例では、昇降機構２５０として、モータとワイヤを用いた構成を採用したが、第２実施例と同様のギア機構など、種々の構成を用いることができることは勿論である。

第１実施例のプロジェクタ１０の下方から見た外観をしめす斜視図である。 第１実施例のプロジェクタ１０の天井裏の設置の様子を示す説明図でる。 プロジェクタ１０の内部構成を示す説明図である。 第２実施例としての投写型表示設備１００の概略構成図である。 第２実施例のおけるコンピュータ１８０の処理を示すフローチャートである。 投写型表示設備の変形例を示す説明図である。

１０…プロジェクタ
１２…光源装置
１３…放電ランプ
１４…照明光学系
１６…色分離光学系
２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…液晶ライトバルブ
２４…クロスダイクロイックプリズム
３０…投写光学系
３２…プリズム
３３…投影レンズ
３４…表面反射鏡
３６…モータ
４０…映像制御回路
４４…受信回路
４８…開口部
５０…筐体
５１…下面
５２…射出部
５４…カバー
５３…固定具
６０…カバー
６２…ファン
６４…フィルタ
７０…アクセスポイント
８０…コンピュータ
１００…投写型表示設備
１０５…筐体
１０７…投影レンズ
１０８…回転軸
１０９…マウンタ
１１０…プロジェクタ
１２０…映像制御装置
１３０…開口部
１４０…天井板
１５０…スライド機構
１５２…ワイヤ
１５４…プリー
１５６…モータ
１６０…姿勢制御装置
１６２…昇降ピニオン
１６５…モータ
１６８…ウォームギア
１７０…アクセスポイント
１８０…コンピュータ
２１０…プロジェクタ
２４０…天井板
ＣＬ…天井
ＳＣ…スクリーン

Claims (7)

1. 筐体内に光源を有し、映像を投影して表示する投写型表示装置であって、
   前記光源からの光を変調して、画像を形成する画像形成手段と、
   前記形成された画像を、前記筐体の底面から下方向に投写する投写光学手段と
   を備えた投写型表示装置。
2. 前記投写光学手段は、投影レンズを備え、該投影レンズの光軸を、鉛直方向に交差する方向とした請求項１記載の投写型表示装置。
3. 前記投写光学手段は、前記投写方向を変更する変更手段を、前記筐体から下方向に突出して備えた請求項１または請求項２記載の投写型表示装置。
4. 前記変更手段を、前記筐体方向に収容可能とした請求項３記載の投写型表示装置。
5. 前記画像形成手段は、画素単位で光の透過または反射を制御する素子からなる光変調パネルである請求項１ないし請求項４のいずれか記載の投写型表示装置。
6. 天井より上の空間に設置された投写型表示装置を備え、該投写型表示装置から、前記天井より下に設置されたスクリーンに向けて画像形成用の投写光を投写する投写型表示設備であって、
   前記天井に、前記投写光が通過する開口を形成する開口形成手段と、
   該開口を通り前記スクリーンに至る光軸に、前記投写光の光軸を一致させる光軸調整手段と
   を備えた投写型表示設備。
7. 請求項６記載の投写型表示設備であって、
   前記開口形成手段は、前記天井を形成する部材が移動することにより前記開口を形成する手段であり、
   前記光軸調整手段は、前記投写型表示装置の姿勢を変更する手段である
   投写型表示設備。

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